Wewnętrzna pamięć o dostępie swobodnym (RAM) to pamięć komputera, która jest wbudowana bezpośrednio w chip mikrokontrolera, taki jak jednostka centralna (CPU) komputera. Może być używany przez programistów do zwiększania szybkości funkcji programu poprzez bezpośrednie adresowanie wewnętrznej pamięci RAM, zapewniając, że krytyczne procesy są kolejkowane i przetwarzane szybciej i mają wyższy priorytet przez procesor. Może to znacznie przyspieszyć aplikacje intensywnie korzystające z procesora, ponieważ często używane instrukcje mogą być przekazywane do procesora znacznie szybciej niż pobieranie ich z zewnętrznej pamięci RAM.
Procesory mają trzy poziomy pamięci podręcznej lub wewnętrznej pamięci RAM. Pamięć podręczna procesora składa się ze statycznej pamięci RAM (SRAM), która różni się od typowej pamięci zainstalowanej na płycie głównej, zwanej dynamiczną pamięcią RAM (DRAM). Gdy procesor szuka danych, najpierw sprawdza pamięć podręczną poziomu 1 (L1), następnie poziom 2 (L2), a następnie poziom 3 (L3). Dopiero potem pobierze dane z pamięci DRAM.
Wewnątrz procesora pamięć podręczna L1 jest przypisana do każdego rdzenia samego procesora. Jest to najszybsza wewnętrzna pamięć RAM, ponieważ działa jako bufor dla instrukcji przekazywanych do każdego rdzenia procesora, zgodnie z dyktatem programu żądającego przetwarzania. W procesorach wielordzeniowych może to znacznie przyspieszyć przetwarzanie, jeśli wiele rdzeni jest adresowanych indywidualnie przez żądania pamięci podręcznej L1.
Pamięć podręczna L2 znajduje się w pakiecie CPU i dlatego nadal jest uważana za wewnętrzną pamięć RAM. Nie jest on wbudowany bezpośrednio w rzeczywisty układ procesora, tak jak pamięć podręczna L1. Każdy rdzeń nadal ma własną dedykowaną pamięć podręczną L2, dzięki czemu może działać równolegle, korzystając z prędkości L2. Pamięć podręczna L2 jest jednak wolniejsza niż pamięć podręczna L1.
Pamięć podręczna L3 nie znajduje się w pakiecie procesora, więc nie jest uważana za wewnętrzną pamięć RAM, ale działa razem z nią. Jest to najszybsza zewnętrzna pamięć RAM dostępna w komputerze. Wszystkie rdzenie procesora współdzielą pamięć podręczną L3.
Cały proces można postrzegać jako kolejkowanie i rozdzielanie danych z zewnętrznej pamięci DRAM do wewnętrznej pamięci RAM i wreszcie do instrukcji przetwarzania. Pewne funkcje w dowolnym programie mają wyższy priorytet niż inne, a te są przenoszone na początek kolejki w ramach optymalizacji poszczególnych programów. Dane o najwyższym priorytecie są adresowane bezpośrednio do pamięci podręcznej L1 w celu najszybszego przetwarzania, a kolejki o najniższym priorytecie przez cały proces. Główna różnica polega na tym, że pamięć podręczna jest przetwarzana metodą „wyciągnięcia z kolejki oczekujących”, wewnętrzna pamięć RAM jest adresowana programowo, więc dane mogą być konkretnie przypisane do poszczególnych poziomów wewnętrznej pamięci RAM.